JP3886483B2 - 音響センサ - Google Patents
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Description
mel=(1000/log2)log(f/1000+1) …(1)
臨界帯域幅:CB〔Hz〕=25+75(1+1.4f2 )0.69 …(2)
バークスケール:B〔Bark〕
=13tan-1(0.76f)+3.5tan-1(f/7.5) …(3)
IEEE Signal Processing Magazine, Vol.13, No.5, pp.45-57(1996) 甘利俊一監修、中川聖一・鹿野清宏・東倉洋一著「ニューロサイエンス&テクノロジーシリーズ 音声・聴覚と神経回路網モデル」(オーム社,1992年)
図1は、本発明の音響センサの実施の形態を示す図である。本発明の音響センサは、半導体シリコン基板1に形成されるセンサ本体2と電極3と周辺回路である検出回路4とから構成されている。センサ本体2は、すべての部分が半導体シリコンで形成されており、長さが異なる複数(図1の例では6個)の棒状の部分を有する共振部分21と、この共振部分21を共振の固定端側で保持する板状の保持部分22と、保持部分22の一方の端部に立設された短寸棒状の伝搬部分23と、伝搬部分23に連なり空気中を伝搬した音波を受ける板状の受波部分24とから構成されている。
但し、C:実験的に決定される定数
H:各共振子の厚さ
L:各共振子の長さ
E:材料物質(半導体シリコン)のヤング率
ρ:材料物質(半導体シリコン)の密度
次に、各共振子における共振周波数を、音階に表されるような音の高さを表す心理的属性であるメルスケールにて線形に分布させるようにした第2の実施の形態について説明する。なお、この第2の実施の形態の音響センサの構成は、前述した第1の実施の形態の構成と同様であるが、第2の実施の形態では、各共振子25における共振周波数を、数学的に線形なスケールで分布させるのではなく、メルスケールにて線形に分布させるようにしている。つまり、n本の共振子25における共振周波数をf1 ,f2 ,f3 ,…,fn とした場合に、
f1 〔Hz〕=αf2 〔Hz〕=…………=αn-1 fn 〔Hz〕
のように設定するのではなく、
f1 〔mel〕=αf2 〔mel〕=…………=αn-1 fn 〔mel〕
のように設定する。なお、αは任意に設定可能な係数である。
次に、各共振子における共振周波数を、音の大きさを表す心理的属性であるバークスケールにて線形に分布させるようにした第3の実施の形態について説明する。なお、この第3の実施の形態の音響センサの構成は、前述した第1の実施の形態の構成と同様であるが、第3の実施の形態では、各共振子25における共振周波数を、数学的に線形なスケールで分布させるのではなく、バークスケールにて分布させるようにしていると共に、各共振子25における共振周波数の帯域幅を臨界帯域幅になるようにしている。
2 センサ本体
3 電極
4 検出回路
21 共振部分
22 保持部分
23 伝搬部分
24 受波部分
25 共振子
41,42 演算増幅器
43 積算回路
44 サンプルホールド回路
Claims (8)
- 媒質中を伝搬する音波を受ける受波部分と、夫々が異なる特定の周波数に共振するような長さを持つ複数の棒状の共振子を有する共振部分と、該共振部分を保持する保持部分と、前記各共振子の、前記特定の周波数毎の振動強度を検出する振動強度検出部分とを備えており、隣合う二つの前記共振子間の距離を異ならせて、各共振子における共振周波数の帯域幅を所定値に設定していることを特徴とする音響センサ。
- 前記複数の共振子における共振周波数を、メルスケールで分布するように設定していることを特徴とする請求項1に記載の音響センサ。
- 前記複数の共振子における共振周波数を、バークスケールで分布するように設定していることを特徴とする請求項1に記載の音響センサ。
- 前記複数の共振子における共振周波数を、バークスケールで分布するように設定しており、各共振周波数に対応する帯域幅が臨界帯域幅であることを特徴とする請求項1に記載の音響センサ。
- 媒質中を伝搬する音波を受ける受波部分と、夫々が異なる特定の周波数に共振するような長さを持つ複数の棒状の共振子を有する共振部分と、該共振部分を保持する保持部分と、前記各共振子の、前記特定の周波数毎の振動強度を検出する振動強度検出部分とを備えており、隣合う二つの前記共振子間の距離が異なっており、前記複数の共振子における共振周波数を、バークスケールで分布するように設定しており、各共振周波数に対応する帯域幅が臨界帯域幅であることを特徴とする音響センサ。
- 音楽曲を認識するための音楽曲入力用マイクロフォンであることを特徴とする請求項2に記載の音響センサ。
- 音声を認識するための音声入力用マイクロフォンであることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の音響センサ。
- 音響センサが半導体基板上に構成してあることを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の音響センサ。
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